一种低温气瓶真空度与日蒸发率和吸附量关系的测算方法技术

本发明专利技术公开了一种低温气瓶真空度与日蒸发率和吸附量关系的测算方法，方法步骤如下：（1）准备测量装置；（2）对注入低温液体的低温气瓶的本底夹层真空度和静态日蒸发率基本值进行测算；（3）向低温气瓶夹层中多次充入气源中的气体，使得低温气瓶夹层真空度下降，每次充入气体后均对低温气瓶的夹层真空度、静态日蒸发率、吸附量进行测算；（4）根据记录的夹层真空度和静态日蒸发率绘制夹层真空度和静态日蒸发率的变化关系曲线；根据记录的每次充气后的夹层真空度、以及相对应的吸附量绘制实际吸附等温线。上述的测算方法能测算出漏气后低温气瓶夹层真空度与静态日蒸发率和吸附量变化关系，并且能通过绘制的曲线将变化关系表现出来。

A method for calculating the relationship between vacuum degree of cryogenic gas cylinder and daily evaporation rate and adsorption capacity

【技术实现步骤摘要】
一种低温气瓶真空度与日蒸发率和吸附量关系的测算方法
本专利技术涉及用于储存低温液体的低温气瓶领域，具体涉及一种低温气瓶真空度与日蒸发率和吸附量关系的测算方法。
技术介绍
低温气瓶是一种储运低温液体的真空绝热容器，低温液体如：液态氢、液态氮、液态氧、液态氩以及液化天然气等，低温气瓶具有外筒体和位于外筒体中的内筒体，内、外筒体之间的夹层为真空绝热层，夹层中还放置有用于吸附气体以便维持真空的吸附剂；低温气瓶真空度指的就是低温气瓶夹层的真空度，低温气瓶的使用寿命与其绝热夹层的真空寿命有非常密切关系，当低温气瓶夹层真空恶化，绝热性能也将随之下降，夹层真空恶化至的低温气瓶失去使用价值时，即低温气瓶的真空寿命结束，在某种程度上低温气瓶的真空寿命亦决定了低温气瓶的使用寿命；所以如果能掌握低温气瓶夹层的真空寿命期限，就可以在这个期限内安排检修计划，重新抽真空等，这对于延长低温气瓶使用时间和保证安全生产有非常重要的意义。低温气瓶的夹层真空度受到瓶体漏气和夹层材料放气的影响，瓶体漏气是指外筒体漏气或者内筒体漏气，外筒体漏气时，外部的空气会漏入至夹层中，内筒体漏气时，内筒体中低温液体或其蒸发气会漏入至夹层中；夹层材料放气是指瓶体器壁和夹层内的材料向夹层空间中释放气体，夹层材料放气的放气量较少，一般以氢气为主。现在由于缺少漏气后低温气瓶夹层真空度和吸附量的变化关系以及夹层真空度与静态日蒸发率的变化关系，使得漏气后低温气瓶夹层的真空寿命期限难以评估。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是：将提供一种漏气后低温气瓶真空度与日蒸发率和吸附量关系的测算方法。为了解决上述问题，本专利技术所采用的技术方案为：一种低温气瓶真空度与日蒸发率和吸附量关系的测算方法，其特征在于：方法步骤如下：(1)准备测量装置，测量装置包括：质量流量计、真空测量管道、真空计、集气瓶、充气阀、真空阀、抽空阀、气源阀、气源、真空机组；真空测量管道的一个端口与真空阀的一个端口相连接，真空阀的另一个端口通过管道与气源阀的一个端口相连接，气源阀的另一个端口通过管道与气源的出气口相连接，集气瓶通过管道与充气阀的一端相连接，充气阀的另一端和真空计分别通过管道与真空测量管道相连接，真空机组抽气口通过管道与抽空阀的一个端口相连接，抽空阀的另一个端口通过管道与真空阀和气源阀之间的管道相连接；1-1.利用上述测量装置对低温气瓶的夹层真空度的测量步骤为：1-1-1.将低温气瓶夹层的容器抽空嘴出口与真空测量管道的另一端相连接；1-1-2.在保证容器抽空嘴未开启状态下，关闭充气阀、气源阀，打开真空阀、抽空阀，启动真空机组对真空测量管道抽真空；1-1-3.当真空计测量值达到1×10-2Pa时，关闭真空阀，打开容器抽空嘴，记录稳定后的真空计测量值，该测量值即为低温气瓶的夹层真空度，测量完毕后，关闭容器抽空嘴；1-2.利用上述测量装置对低温气瓶的静态日蒸发率的测算步骤为：1-2-1.将质量流量计的进口通过管道与低温气瓶的蒸发气出口相连接，打开蒸发气出口，并且低温气瓶的其它阀门均关闭；1-2-2.将低温气瓶静置；1-2-3.待质量流量计的测量值稳定后，记录质量流量计的累积流量和环境温度，然后通过记录的累积流量计算得出24h平均的稳定累积流量qm，单位为m3/d，并且通过记录的环境温度计算得出环境平均温度Th，单位为℃；1-2-4.通过公式计算得出静态日蒸发率α，单位为％/d；ρ0为低温气瓶中储存的低温液体在标准大气压下的密度，单位为kg/m3；η为质量流量计的温度校准系数；V为低温气瓶有效容积，单位为m3；TL为低温气瓶中储存的低温液体在标准大气压下的温度，单位为K；T为环境温度，T＝273+Th，单位为K；(2)参照1-1和1-2步骤对注满低温液体的低温气瓶的本底夹层真空度和静态日蒸发率基本值进行测算；(3)模拟漏气向注满低温液体的低温气瓶夹层中多次充入气源中的气体，使得低温气瓶夹层真空度加速下降，每次充入气体后均参照1-1和1-2的步骤对低温气瓶的夹层真空度和静态日蒸发率进行测算；每次气体的充入步骤、以及累积充气量的计算如下：3-1.关闭容器抽空嘴、气源阀，打开充气阀、真空阀、抽空阀，启动真空机组对集气瓶抽真空，当真空计的测量值达到10-2Pa范围时，关闭抽空阀，打开气源阀，使得气源中的气体充入至集气瓶中；3-2.关闭气源阀和真空阀，通过真空计测量集气瓶和管道中的气体压力PCn，单位为Pa；3-3.打开容器抽空嘴，使得集气瓶和管道中的气体充入至低温气瓶夹层中；3-4.利用真空计监测此时集气瓶和管道中的气体压力，当气体压力稳定后，记录稳定后的气体压力PAn，单位为Pa，并且关闭容器抽空嘴；3-5.通过公式计算得出第n次充入的气体量QLn，单位为Pa·m3，Vj为集气瓶容积，单位为m3，V0为容器抽空嘴、充气阀、真空阀之间管道的容积，单位为m3，Tn为充入气体时的环境温度，单位为K；3-6.通过将各次充入的气体量QLn进行累加，从而得到第n次充气后的累积充气量Qn；通过公式计算得出充气后每克低温吸附剂能够吸附气体的吸附量Qm，单位为Pa·m3/g，W为低温气瓶夹层中的低温吸附剂质量，单位为g；(4)根据记录的低温气瓶低温时的本底夹层真空度和静态日蒸发率基本值、以及每次充气后的夹层真空度和静态日蒸发率绘制夹层真空度和静态日蒸发率的变化关系曲线；根据记录的每次充气后的低温气瓶夹层真空度、以及相对应的吸附量绘制实际吸附等温线。进一步的，前述的一种低温气瓶真空度与日蒸发率和吸附量关系的测算方法，其中：在每次利用测量装置对低温气瓶的夹层真空度进行测量前都需要对真空测量管道进行漏放气速率测算，防止管道漏放气速率过大而影响夹层真空度测量结果，当测算得到的管道漏放气速率≤2×10-7Pa·m3/s时，才可以进行低温气瓶夹层真空度的测量；管道漏放气速率测算的步骤为：a.关闭容器抽空嘴、充气阀、气源阀，打开真空阀、抽空阀，启动真空机组对真空测量管道进行抽真空；b.当真空计测量值小于1×10-2Pa后，关闭真空阀，并记录此时真空计的测量值为P01，单位为Pa，2min后再次记录真空计的测量值为P02，单位为Pa；c.通过公式计算得出管道漏放气速率Q0，单位为Pa·m3/s，V0为充气阀、真空阀、容器抽空嘴之间管道的容积，单位为m3。进一步的，前述的一种低温气瓶真空度与日蒸发率和吸附量关系的测算方法，其中：3-1步骤重复两次，使得集气瓶内彻底置换为气源中的气体。进一步的，前述的一种低温气瓶真空度与日蒸发率和吸附量关系的测算方法，其中：质量流量计的精度不低于1％。进一步的，前述的一种低温气瓶真空度与日蒸发率和吸附量关系的测算方法，其中：真空计是量程为105Pa～10-5Pa的复合型真空计，精度不低于15％。进一步的，前述的一种低温气瓶真空度与日蒸发率和吸附量关系的测算方法，其中：集气瓶中每次充入的气体量不大于一个标准大气压。进一步的，前述的一种低温气瓶真空度与日蒸发率和吸附量关系的测算方法，其中：集气瓶容积1L-2L，计量精度不低于1％。本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种低温气瓶真空度与日蒸发率和吸附量关系的测算方法，其特征在于：方法步骤如下：/n(1)准备测量装置，测量装置包括：质量流量计、真空测量管道、真空计、集气瓶、充气阀、真空阀、抽空阀、气源阀、气源、真空机组；真空测量管道的一个端口与真空阀的一个端口相连接，真空阀的另一个端口通过管道与气源阀的一个端口相连接，气源阀的另一个端口通过管道与气源的出气口相连接，集气瓶通过管道与充气阀的一端相连接，充气阀的另一端和真空计分别通过管道与真空测量管道相连接，真空机组抽气口通过管道与抽空阀的一个端口相连接，抽空阀的另一个端口通过管道与真空阀和气源阀之间的管道相连接；1-1.利用上述测量装置对低温气瓶的夹层真空度的测量步骤为：1-1-1.将低温气瓶夹层的容器抽空嘴出口与真空测量管道的另一端相连接；1-1-2.在保证容器抽空嘴未开启状态下，关闭充气阀、气源阀，打开真空阀、抽空阀，启动真空机组对真空测量管道抽真空；1-1-3.当真空计测量值达到1×10

【技术特征摘要】
1.一种低温气瓶真空度与日蒸发率和吸附量关系的测算方法，其特征在于：方法步骤如下：
(1)准备测量装置，测量装置包括：质量流量计、真空测量管道、真空计、集气瓶、充气阀、真空阀、抽空阀、气源阀、气源、真空机组；真空测量管道的一个端口与真空阀的一个端口相连接，真空阀的另一个端口通过管道与气源阀的一个端口相连接，气源阀的另一个端口通过管道与气源的出气口相连接，集气瓶通过管道与充气阀的一端相连接，充气阀的另一端和真空计分别通过管道与真空测量管道相连接，真空机组抽气口通过管道与抽空阀的一个端口相连接，抽空阀的另一个端口通过管道与真空阀和气源阀之间的管道相连接；1-1.利用上述测量装置对低温气瓶的夹层真空度的测量步骤为：1-1-1.将低温气瓶夹层的容器抽空嘴出口与真空测量管道的另一端相连接；1-1-2.在保证容器抽空嘴未开启状态下，关闭充气阀、气源阀，打开真空阀、抽空阀，启动真空机组对真空测量管道抽真空；1-1-3.当真空计测量值达到1×10-2Pa时，关闭真空阀，打开容器抽空嘴，记录稳定后的真空计测量值，该测量值即为低温气瓶的夹层真空度，测量完毕后，关闭容器抽空嘴；1-2.利用上述测量装置对低温气瓶的静态日蒸发率的测算步骤为：1-2-1.将质量流量计的进口通过管道与低温气瓶的蒸发气出口相连接，打开蒸发气出口，并且低温气瓶的其它阀门均关闭；1-2-2.将低温气瓶静置；1-2-3.待质量流量计的测量值稳定后，记录质量流量计的累积流量和环境温度，然后通过记录的累积流量计算得出24h平均的稳定累积流量qm，单位为m3/d，并且通过记录的环境温度计算得出环境平均温度Th，单位为℃；1-2-4.通过公式计算得出静态日蒸发率α，单位为％/d；ρ0为低温气瓶中储存的低温液体在标准大气压下的密度，单位为kg/m3；η为质量流量计的温度校准系数；V为低温气瓶有效容积，单位为m3；TL为低温气瓶中储存的低温液体在标准大气压下的温度，单位为K；T为环境温度，T＝273+Th，单位为K；
(2)参照1-1和1-2步骤对注满低温液体的低温气瓶的本底夹层真空度和静态日蒸发率基本值进行测算；
(3)模拟漏气向注满低温液体的低温气瓶夹层中多次充入气源中的气体，使得低温气瓶夹层真空度加速下降，每次充入气体后均参照1-1和1-2的步骤对低温气瓶的夹层真空度和静态日蒸发率进行测算；每次气体的充入步骤、以及累积充气量的计算如下：3-1.关闭容器抽空嘴、气源阀，打开充气阀、真空阀、抽空阀，启动真空机组对集气瓶抽真空，当真空计的测量值达到10-2Pa范围时，关闭抽空阀，打开气源阀，使得气源中的气体充入至集气瓶中；3-2.关闭气源阀和真空阀，通过真空计测量集气瓶和管道中的气体压力PCn，单位为Pa；3-3.打开容器抽空嘴，使得集气瓶和管道中的气体充入至低温气...

【专利技术属性】
技术研发人员：李晓峰，黄强华，陈光奇，朱鸣，何晓冬，朱关标，
申请(专利权)人：张家港富瑞特种装备股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32